结构力学第五版03章习题课

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李廉锟《结构力学》笔记和课后习题(含考研真题)详解-第3章 静定梁与静定刚架【圣才出品】

李廉锟《结构力学》笔记和课后习题(含考研真题)详解-第3章 静定梁与静定刚架【圣才出品】

第3章 静定梁与静定刚架
3.1 复习笔记【知识框架】
【重点难点归纳】
一、单跨静定梁 ★★★★
1.内力
表3-1-1 内力的基本概念
图3-1-1
图3-1-22.内力与外力间的微分关系及积分关系(1)由平衡条件导出的微分关系式
计算简图如图3-1-3所示,微分关系式为
(Ⅰ)
d d d d d d s
s N
F q x
x M F
x F p x
x ⎧=⎪⎪⎪=
⎨⎪⎪=-⎪⎩-()()
图3-1-3
(2)荷载与内力之间的积分关系
如图3-1-4
所示,结合式(Ⅰ)可得梁的内力积分公式,积分公式及其几何意义见表3-1-2。

图3-1-4
表3-1-2 内力的积分公式及几何意义
3.叠加法作弯矩图
表3-1-3 常用叠加法及其作图步骤
图3-1-5
图3-1-6
二、多跨静定梁 ★★★★
多跨静定梁是由构造单元(如简支梁、悬臂梁)多次搭接而成的几何不变体系,其计算简图见图3-1-7,几何构造、计算原则、传力关系见表3-1-4。

结构力学第3章

结构力学第3章
D (a)
B C YC A C
Q
q P
D
XD (b) C YC XC XC
q
Q
B YB A YA XA
(c)
刚架指定截面内力计算
与梁的指定截面内力计算方法相同(截面法).
注意未知内力正负号的规定(未知力先假定为正)
注意结点处有不同截面(强调杆端内力) 注意正确选择隔离体(选外力较少部分)
注意利用结点平衡(用于检验平衡,传递弯矩) 连接两个杆端的刚结点,若结点上无外力偶作用, 则两个杆端的弯矩值相等,方向相反
刚架内力图的绘制
弯矩图
取杆件作隔离体
剪力图
轴力图
取结点作隔离体
静定刚架的内力图绘制方法: 一般先求反力,然后求控 制弯矩,用区段叠加法逐杆 绘制,原则上与静定梁相同。
例一、试作图示刚架的内力图
求反力
(单位:kN . m)
48 192
144 126
12
48 kN
42 kN
22 kN
例一、试作图示刚架的内力图
计算关键
正确区分基本结构和附属结构 熟练掌握单跨静定梁的绘制方法
多跨度梁形式
并列简支梁
多跨静定梁
超静定连续梁
为何采用 多跨静定梁这 种结构型式?
作内力图

叠层关系图
先附属,后基本, 先求控制弯矩,再区段叠加
18 10 10
5
12

9
12
18
+ 9 9
4
其他段仿 此计算 5
5
2.5 FN 图(kN)
l
q
A
ql2 8 l
B
a m l m A b m l a b l B

03静定梁--习题

03静定梁--习题
结构力学电子教程
3 静定梁
3 静定梁(3 课时)
本章提要 3.l 静定单跨梁的计算 3.2 叠加法绘制直杆弯矩图 3.3 简支斜梁的计算 3.4 静定多跨梁约束力计算与几何组成 3.5 静定多跨梁内力图的绘制 本章小结 思考题 习题
结构力学电子教程
3 静定梁
本章小结
基本内容是静定单跨梁和多跨梁的支座反力、 基本内容是静定单跨梁和多跨梁的支座反力、内力的计算 及内力图的绘制。学习时应强调多做练习,提高熟练程度。 及内力图的绘制。学习时应强调多做练习,提高熟练程度。 要点如下: 要点如下: (1)计算步骤:支座反力、内力、内力图。 )计算步骤:支座反力、内力、内力图。 对静定多跨梁,要注意其几何组成特点, 对静定多跨梁,要注意其几何组成特点,求支座反力的次 序应与组成次序相反。 序应与组成次序相反。 (2)截面内力有弯矩、剪力、轴力;应注意其定义及正负 )截面内力有弯矩、剪力、轴力; 号规定。 号规定。 (3)计算截面内力的基本方法是截面法。在此基础上,也 )计算截面内力的基本方法是截面法。在此基础上, 应能熟练地列出截面法算式,直接计算截面内力。 应能熟练地列出截面法算式,直接计算截面内力。 (4)绘制弯矩图的基本方法是分段叠加法。 )绘制弯矩图的基本方法是分段叠加法。 (5)内力图的纵坐标垂直于杆轴线。弯矩图画在杆件受拉 )内力图的纵坐标垂直于杆轴线。 纤维一侧,不注正负号;剪力图和轴力图注明正负号。 纤维一侧,不注正负号;剪力图和轴力图注明正负号。
= 38kN ⋅ m
MA
A C D
4kN
3kN/m
B
【解】
2m
YA = 10kN
10
2m
2m
6 Q (kN) 38 18 6 M (kN·m)

李廉锟《结构力学》(上册)配套题库【课后习题】(静定梁与静定刚架)【圣才出品】

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第3章静定梁与静定刚架复习思考题1.用叠加法作弯矩图时,为什么是竖标的叠加,而不是图形的拼合?答:因为有时叠加弯矩图时的基线与杆轴不重合,如果用图形拼合,不能完全保证叠加后弯矩值是实际同一点的两个弯矩相加后的值。

2.为什么直杆上任一区段的弯矩图都可以用简支梁叠加法来作?其步骤如何?答:(1)因为根据内力分析可以求出直杆任一区段两端的内力,所以直杆任一区段两端均可以看成两端有外力(集中力或集中力偶)的简支梁。

(2)设有直杆任一区段简支梁AB,具体步骤如下①分解作用区段AB上的荷载;②分别作出分解荷载下的弯矩图;③求解出区段AB两端的弯矩M A和M B;④将两端弯矩M A和M B绘出并连以直线(虚线);⑤以步骤④中的虚线为基线叠加各个分解荷载下的弯矩图(竖标叠加),得最终弯矩图。

3.试判断图3-1所示刚架中截面A、B、C的弯矩受拉边和剪力、轴力的正负号。

图3-1答:轴力以受压为负,受拉为正;剪力以使截面顺时针旋转为正。

(1)截面A:左边受拉,剪力为负,轴力为负;(2)截面B:右边受拉,剪力为正,轴力为正;(3)截面C:左边受拉,剪力为正,轴力为正。

4.怎样根据静定结构的几何构造情况(与地基按两刚片、三刚片规则组成,或具有基本部分与附属部分等)来确定计算反力的顺序和方法?答:(1)与地基按两刚片,例如简支梁,支座反力只有三个,对某一端点取矩直接解除约束反力。

(2)与地基按三刚片规则组成,例如三铰刚架,支座反力有四个,考虑结构整体的三个平衡方程外,还需再取刚架的左半部(或右半部,一般取外荷载较少部分)为隔离体建立一个平衡方程方可求出全部反力。

(3)具有基本部分与附属部分时,按先附属后基本的计算顺序,求解支座反力。

5.当不求或少求反力而迅速作出弯矩图时,有哪些规律可以利用?答:当不求或少求反力而迅速作出弯矩图时,如下规律可以利用(1)结构上若有悬臂部分及简支梁部分(含两端铰接直杆承受横向荷载)弯矩图可先行绘制出;(2)直杆的无荷区段弯矩图为直线和铰处弯矩为零;(3)刚结点的力矩平衡条件;(4)外力与杆轴重合时不产生弯矩;(5)外力与杆轴平行及外力偶产生的弯矩为常数;(6)对称性的合理利用;(7)区段叠加法作弯矩图。

结构力学课后习题答案

结构力学课后习题答案

习题及参考答案【习题2】【习题3】【习题4】【习题5】【习题6】【习题8】【习题9】【习题10】【习题11】【习题12】【习题13】【习题14】【参考答案】习题22-1~2-14试对图示体系进行几何组成分析,如果是具有多余联系的几何不变体系,则应指出多余联系的数目。

题2-1图题2-2图题2-3图题2-4图题2-5图题2-6图题2-7图题2-8图题2-9图题2-10图题2-11图题2-12图 题2-13图 题2-14图习题33-1 试作图示多跨静定梁的M 及Q 图。

题3-1图3-2 试不计算反力而绘出梁的M 图。

题3-2图习题44-1 作图示刚架的M 、Q 、N 图。

题4-1图4-2 作图示刚架的M 图。

(b)(a)20kN40kN20kN/m40kN(b)5kN/m40kN(a)(c)(b)(a)题4-2图4-3 作图示三铰刚架的M 图。

题4-3图4-4 作图示刚架的M 图。

题4-4图4-5 已知结构的M 图,试绘出荷载。

P(e)(d)(a)(b)(c)/4kN(b)(a)(a)(b)(a)题4-5图4-6 检查下列刚架的M 图,并予以改正。

题4-6图习题55-1 图示抛物线三铰拱轴线方程,试求D 截面的内力。

题5-1图5-2 带拉杆拱,拱轴线方程,求截面K 的弯矩。

题5-2图 题5-3图5-3 试求图示带拉杆的半圆三铰拱截面K 的内力。

习题66-1 判定图示桁架中的零杆。

(e)(g)(h)P(d)(c)(a)(b)(f)x x l l fy )(42-=x x l lfy )(42-=C题6-1图6-2 用结点法计算图示桁架中各杆内力。

题6-2 图6-3 用截面法计算图示桁架中指定各杆的内力。

题6-3图6-4 试求图示组合结构中各链杆的轴力并作受弯杆件的M 、Q 图。

题6-4图6-5 用适宜方法求桁架中指定杆内力。

(c)(b)(b)(b)(a)题6-6图习题88-1 试作图示悬臂梁的反力V B 、M B 及内力Q C 、M C 的影响线。

结构力学第五版 李廉锟 第三章讲诉

结构力学第五版 李廉锟 第三章讲诉
tan dy ; tan1(tan )
dx
(3)角以由x轴的正方向逆时针转到切线方向时为正,反时针方向为负。
B
mB 0; FA 6 m1 4q 2 0
4m
FB
FA 6kN
Fy 0; FA FB 4q 0
FB 18kN
第三章 静定梁与静定刚架
m=12kN.m q=6kN/m
1 A1
23 5 23 5
4 4B
AC:
A
MC

Fs2 6kN
2m C
FA=6kN 6kN
Fs图 ⊕
4m
FB=18kN FA
K
n
(a)
F2 B FB
内力符号规定 :
F1
FAX A
FAY
M
K
FN
FS
(b)
第三章 静定梁与静定刚架
(2)M、FS、FN图正负号规定 ①弯矩M:对梁而言,使杆件上凹者为正(也即下侧纤
维受拉为正),反之为负。一般情况下作内力图时,规定弯 矩图纵标画在受拉一侧,不标注正负号。
②剪力FS:使截开后保留部分产生顺时针旋转者为正, 反之为负。
单跨静定梁
从支承情况不同又分为:
简支梁
伸臂梁
悬臂梁
第三章 静定梁与静定刚架
1. 反力 以整体为研究对象,利用静力平衡条件求支座反力(简支 梁、外伸梁) 三个支座反力 整体隔离体——平衡方程求解
第三章 静定梁与静定刚架
2. 内力 (1)截面法,取隔离体利用静力平衡条件求截面内力
F1
FAX
A
FAY
m
第三章 静定梁与静定刚架
例 用叠加法画图示梁的弯矩图。
P=4kN 8kN.m q=2kN/m

结构力学-静定结构的内力分析

结构力学-静定结构的内力分析

计算多跨梁的原则:先附属,后基本。
多跨梁
单跨梁
单跨梁内力图
多跨梁内力28 图
[例1] 作多跨静定梁的弯矩图和剪力图
40KN/m
120KN
A
D
B
C
3m
8m
2m
6m
解: (1)作层次图
40KN/m
C
A B
120KN D
29
(2)求反力
40KN/m A
B 8m
C 2m
120KN D
3m 6m
C
120KN D
A
mC 0
FAH
FBH
FAV
l 2 FP1 f
l 2 a1
FA0V
a2
C
FP2
f
B FBH
FBV
l
FP2
C
B
FH
M
0 C
f
FB0V 55
三、 静定拱的内力计算:
1. 静定拱的内力有: M、 FQ 、FN 。
弯矩:使拱内侧受拉为正。
145KN 8m
60KN
60KN
B 235KN
3m
2m
6m
60KN
32
[例2] 作多跨静定梁的弯矩图和剪力图
q
A
B
C
qa
D
E
2qa2 F
a/2 a/2
a
a
a/2 a/2
q
AB
C 7qa/ 8
3qa/8 D
qa D
2qa2
E
F
3qa/8
6qa/8
11qa3/38
作弯矩图: 3qa2
qa2
8
8

结构力学第03章习题课

结构力学第03章习题课

集中力 作用点
集中力
铰处和自由端
偶作用点 有力偶 无力偶
剪水 力平 图线
斜 直 线
Q
为 零 处
有突变(突 变值等于该 集中力的 值)
如 变 号
无变化
无变化 无变化
弯 矩 图
斜 直 线
抛物线 (凸向 与q指向
相同)
有 极 值
有尖角(尖 角方向与集 中力指向相 同)
有 极 值
有突变 (突
变值等于该 集中力偶 值)
等于该 力偶值
为 零
(2)增量关系
DN = -Px DQ = -Py DM = m
(3)积分关系
NB = N A -
xB xA
q
x
dx
QB = QA -
xB xA
q
y
dx
M B = M A +
xBQdx
xA
.
3-6
二、分段叠加法作弯矩图
1、叠加原理 由各力分别产生的效果(内力、应力、变形、位移等)的 总和等于各力共同作用时所产生的效果。
(5) 内力图的绘制规定同前。
.
3-9
3、力学特性 (1) 具有超静定结构、静定结构两者的优点,截面弯矩 小,抗弯刚度好;
(2) 避开了超静定结构的缺点,不受温度变化、支座移 动(沉陷)的影响;
(3) 要保证较好的力学特性,关键是中间铰的设置。
四、静定刚架
1、刚架的特点
(1) 由直杆组成的结构(一般梁与柱刚结而成); (2) 结点全部或部分为刚结点; (3) 刚结点承受和传递弯矩,结点处各杆无相对转动; (4) 弯矩是刚架的主要内力。
该体系的组成次序为先固定
DF和GH,再固定FG和HI。因此 基本部分为DF和GH,附属部分为 FG和HI。
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(h)
(i)
3-14
3-5 求支座反力,并作梁的内力图。
(a)① 分析体系的几何组成 次序,确定基本部分和附属部分。
该体系的组成次序为先固定 AC , 再 固 定 CE , 最 后 固 定 EF 。 因此基本部分为AC,附属部分为 CE和EF。
② 求支座反力
20 kN
10kN 2kN / m
A
BC
D
E
F
3m 3m 1.5 2m 2.5m1.5 4.5m
6m
6m
6m
题3-5(a)
6.08
6.75
先 计 算 EF , 求 出 E 点 的 反 力 ,
将其作为外荷载反向作用在CE上。
然后再计算CE,求出C点的反力,
将其作为外荷载反向作用在AC。
最后计算AC。
RF = 4.5kN ()
RD
= 10 4 9
YH = 3.6kN(), X A = 3.6kN(),YA = 10.8kN() XG = 3.6kN(),YG = 10.8kN(),YI = 3.6kN()
3-16
M图如图所示。
21.6 21.6 14.4
5.4
21.6 21.6 14.4
5.4
M 图(kNm)
3-17
第三章 习题课
一、本章主要内容回顾 二、习题解答
3-1
二、习题解答
3-1 用分段叠加法作下列梁的M图。
q
ql 2
A
C
8
l
l
2
2
ql 2
B
8
ql 2
ql 2
8
8
ql 2 ql 2
4
8
M图
3-2
ql 2
A
8
l
2
q
ql 2
C l
B
8
2
B1
ql 2 8
A1 ql 2 8
ql 2
极值点
8
M图 3-3
2 kN m
A 2m
3kN / m
C
B
2m
D 2m
2.0 M 图(kNm)
6.0 1.5
6 2
3-4
3 kN /m
A 2m
B 2m
C
D
2m
8.0 10
10.7
6 M 图(kNm)
3-5
A B
3 kN /m C
1m
2m
2m
E D
1m
6 6
6 12
3-6
3-3 速画M图。
a
P
(a)
Pa
Pa
Pa
M图
q qa2
a (b)
kN
()
RB
=
15
5 72
kN
()
RA
=
8
71 72
kN
()
③ 作M 图和Q 图(如右图)
26.96 8.99
8.11
5.06
M 图(kN m )
4.06
4.50
11.01
5.94
Q 图(kN)
4.50
3-15
3-10 求图示刚架进行构造分析,并作M图。
解:构造分析
1.2kN/m
将AC、CG两根折杆当作刚
a 3-10
m
m
(i)
mm
M图
mm
(j)
m
m
m
M图
3-11
a
(k)
p
a
a
a
pa pa
pa pa M图
M = 3 Pa a
P
(l )
a
a
a
2 Pa Pa
Pa Pa
M图
3-12
3-4 检查M图的正误,并加以改正。
(a)
(b)
(c)
(d)
3-13
3-4 检查M图的正误,并加以改正。
(e)
(f)
(g)
片Ⅰ和刚片Ⅱ,它们同基础之间
DCE
2m
B
F
4m
用三个不在一条直线上的三个铰 H
A
G
I
6m 6m 6m 6m
A、C、G相连,形成扩展的基础
。HB通过铰B和H处的支座链杆
题3-10图
与扩展的基础相连。FI通过铰F和I处的支座链杆也与扩展的 基础相连。因此,整个体系没有多余约束,且几何不变。
支座反力如下:
qa2 qa2 2
M图 3-7
P
P
a
a
(c)
Pa Pa
2Pa
M图
q (d)
l qh 2
2 qh 2
2
M图
h
3-8
q
(e)
h
l
qh2
2
qh2
M图
q
(f)
h
l
Hale Waihona Puke ql 2 8 M图3-9
q
a
a
1.5a
a
(g)
qa2
qa2
2
2
M 图 3qa2 2
a
1
1
1
1
a
a
a
(h)
a
2a a
a a
a
a
a
a 2a
a
M图
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